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危废综合焚烧灰渣率对提质降本增效的影响

时间：2023-07-30 来源： 浏览：

危废综合焚烧灰渣率对提质降本增效的影响

原创 蒋太波 危废行业分享
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危废综合焚烧 处置在危废行业中占有 重要的地位 ，核准产能 远大于 市场需求，在 同质化恶性竞争 下，焚烧市场价格 不断 下滑 。对很多危废综合焚烧厂而言，焚烧 成本倒挂 趋势 越来越明显，焚烧企业的 经营压力 越来越大。
从国内多年的危废综合焚烧工程应用实践来看， 电力、辅助燃料、烧碱、焚烧灰渣处理 在 直接成本 中 占比大 ，是危废综合焚烧项目实施 降本增效活动 的 最重要抓手 。 不同区域市场、不同焚烧项目 ，其降本增效活动的 优先顺序不同 ，有的项目烧碱成本占比最高，有的项目辅助燃料占比最高，有的项目炉渣处理成本占比最高，有的项目电力消耗占比最高，因此 不同项目需根据自身成本占比进行工艺技术分析 ，从而找到解决办法。本文 以焚烧灰渣率控制为主要内容 ，探究综合焚烧降本增效。
从个人对很多危废综合焚烧项目实际运营的现场踏勘和交流探讨来看，大部分焚烧装置 运营粗放 ， 工艺控制落后 ， 回转窑工况波动极大 ， 焚烧炉性 能低下 ， 化学能-热能转化率低 ， 焚烧 灰渣产生数量大 ， 严重制约 危废综合焚烧技术的 清洁化 发展。
对于 没有柔性填埋场 的焚烧企业而言，焚烧 灰渣委托处理费用高 。在 低价危废时代 ，焚烧 灰渣率高 ，则 意味着 焚烧 成本控制不力 ， 在同质化竞争中处于劣势地 位 ，对企业来说 无疑 是 雪上加霜 。 浙江省 率先实施 危险废物 趋零填埋管理 ，危废综合焚烧产生的 灰渣需资源化综合利用 ， 倒逼 危废综合焚烧企业 提高焚烧运行工艺技术水平 ，从 源头 做好焚烧 灰渣数量控制 。

一、焚烧灰渣数据

该表为 北方 某 3万t/a 危废综合焚烧项目的实际运行数据，其灰渣率在 40%~50%左右 。
该表为 华东地区某两家 危废焚烧企业 2022年 焚烧运行数据，两家灰渣率 均在30%以上 ，该数据统计不含炉渣铁/火烧铁，不含企业内部产生的可焚烧二次危险废物。
该表为 华东 地区某危废焚烧装置 2022年 期间的运行数据，灰渣率达 40 %以上 。
该表为某 中部 地区某焚烧装置 2021年至2023年前四个月 的运行数据，综合焚烧灰渣率高达 60%左右 。
该表为 西部 某2万t/a危废焚烧装置2022年运行数据，其危废综合焚烧灰渣率达 60%左右 。
数据来源：上海市2022年固体废物污染防治信息公告、企业环境信息公开
从上表可知，除个别项目外，上海市危废焚烧项目的 产能利用率整体较高 ，焚烧 灰渣率在10%~30%之间 ，灰渣率 整体处于较低水平 。
这主要是由于 上海焚烧类危险废物产生量大 、 委托处置需求旺盛 。 3万t/a规模以上 的 危废综合焚烧装置运行负荷高 ，这点充分说明了上海需无害化焚烧处置 市场 还未饱和 ， 焚烧产 能还未过剩 。其次，熟悉上海危废焚烧市场的同行可能知道上海液态焚烧类废物产生量大，焚烧企业的物料 液固比例远高于其他省份 ，这是危废综合焚烧 灰渣率低的一个主要原因 。第三，当地焚烧企业 都掌握了 通过焚烧液固比例控制提高焚烧处置负荷的方法，且上海市场 还能适应 焚烧企业 废液挑料要求 。
上述 灰渣率数据 仅仅 是国内危废焚烧行业的 极小一部分 ，这些个例数据 只能 代表 行业中具有 相同或类似特质 的焚烧企业，但还有 更多不同特质 的焚烧企业，他们项目所在的地区市场已进入 产能过剩阶段 ，存在 明显或显著 的 同质化低水平 竞争， 价格低、高热值废液少 ，焚烧灰渣率处于 40%~60% 水平。
二、影响危废综合焚烧灰渣率的主要因素及解决途径
危废综合焚烧的灰渣率控制，从 原理上讲 可以从 物料 、 工艺控制策略 、 DCS自动控制 、 人员技术技能 等方面进行 改进 ， 改善 综合焚烧的 灰渣率控制水平 ，从而 提高 综合焚烧的 技术经济性 。

危废综合焚烧回转窑工艺 是 一种多种类、多组分、非均相复杂热化学反应过程 ，是 一种多参数复杂控制体系 ， 重点 在于 强化调控回转窑内固相热化学反应过程 ， 关键 在于 加快热解气化半焦的热化学反应过程 ， 难点 在于复杂多变热解燃烧特性物料的 多参数平衡控制的实时优化调整匹配 （ 高质量 参数组 ）， 最终目标是 提高有机危废 热化学-热能转化率 ， 降低炉渣中的碳含量 ， 减少次生危险废物数量 。

物料控制方面 ，除上海等具有区域市场优势的地区外，其他地区都是 甲方市场 ，焚烧项目可能会 面临难处理物料多、固体物料多、高盐高硫氯物料多 的情况，这就要求企业 必须加强 物料热解燃烧特性 研究 （ 并非 传统热重实验研究），做好 多种类复杂热解燃烧特性 的 结构性平衡配伍 。
工艺控制策略方面 ， 分析 焚烧装置 现有工艺控制点位 ， 注意区分 单显示点位与 闭合控制回路 ， 找出 设计 缺陷 和设计 漏项 ； 分析 现场仪表变送器的安装位置、仪表类型、测量准确性和稳定性， 提出 改进整改项目。 梳理和建立 更先进、更合理的工艺控制逻辑和策略 。
DCS自动控制方面 ， 完善 相应远程控制仪表和阀门， 优化 DCS组态（DCS流程图、控制面板、趋势图、控制组等等）， 优化整定 PID控制参数。
人员技术技能提升方面 ， 抓实抓好 焚烧车间班组及岗位人员的 焚烧工艺技术培训 ， 提高 岗位人员 的 技术技能知识 ， 提升 焚烧岗位人员的 技术认知， 提高 团队 技术水平 ， 摆 脱同质化低水平焚烧陷阱 。
三、其他降低灰渣的办法

1、干式出渣

传统危废综合焚烧回转窑焚烧技术采用 水封出渣工艺 ，焚烧过程产生的 炉渣经水封直接冷却后输送出来 ，炉渣在这个冷却输送过程中会 吸附、浸润 带走 大量的水分 ， 水封出渣机需不断补充生产水以保持一定的水封深度要求 。水封出渣过程产生的 炉渣含水量高达40%~50%左右 。
为了控制危废综合焚烧炉渣的含水率 ，前几年 不少设备厂商 开发和推广 炉渣干燥设备 ，利用 焚烧自产的蒸汽 进行 炉渣间接干燥 是其中 的 热门 ， 五花八门的炉渣蒸汽干燥设备 应运而生， 绝大多数 由于 干燥效果差、经济性极低 而 得不到工业化普及应用 ，最近几年这类设备基本上 销声匿迹了 。
为什么当初个别危废焚烧企业会使用这类炉渣干燥设备？ 这个逻辑是很简单的！ 危废焚烧炉渣的 含水量大 ，只要是从事危废焚烧这块的都 不难理解 ，一些焚烧项目老板、生产或技术口的项目高管 肯定也会发现 这个情况，在他们 心中自然而然的 产生了控制炉渣含水率的 念头 ， 一旦 控制下来获取的就是 真金白银的收益 （ 成本节约 或 利润增厚 ），这种 朴素的想法 正好给了设备厂商 机会 。
为什么危废综合焚烧的炉渣干燥设备经不起时间的考验？ 这个道理对懂技术工艺的人来说 也是很简单的 。做 液态、半固态物料干燥 的设备 大厂 很多，但 没有一家 设备厂商 参与危废焚烧炉渣干燥的，这给了小设备厂商 机会 ，小设备厂商 依托 自身已有的干燥设备加工经验， 未充分考虑 危废焚烧炉渣的 性质 、 场景预期目标 等因素， 导致 做出来的干燥设备 传热面积小、传热系数低 ， 难以达到 预期目的而 沦为摆设 。 若要 满足危废焚烧炉渣干燥的 热效率高、设备投入小、运行成本低、经济性强 ，同时 还要 能适应 不同粒径尺寸、不同含水量 的焚烧炉渣干燥 普遍应用 ，这确实是一个 很难很难的事情 ，这也是没有干燥大厂参与的 原因 。
供需双方 在 缺少 严谨和科学的技术工艺分析 的前提下， 甲方朴素的想法、需求 + 瞎捣江湖的设备小厂满口谎话 ， 自然而然 的形成了 商业默契 ，甚至有可能双方都 陶醉 其中， 最终结果不言自明 ！
如果能替换 现有水封出渣工艺和设备， 避免 炉渣与水直接接触和冷却， 则可跨越 传统水封出渣工艺，从而 规避 湿式出渣方式带入的水。
市面上的 炉渣喷淋冷却 从本质上讲还是 湿式出渣技术 ， 真正的干式出渣工艺只有风冷和间接水冷两种 。
干式出渣的工艺实现需要回转窑工艺控制技术与冷却出渣设备有机结合 ， 否则难以实现预期目的。 我方依托自身的危废综合焚烧 多参数平衡控制技术优势 ，正 联合 出渣设备厂家开发 适应 危废焚烧行业的 干式出渣技术装备 ， 实现  前端配伍-焚烧工况控制-干式出渣 的 一揽子解决方案 ， 助力 危废回转窑综合焚烧的 清洁化发展 。
2、危废综合焚烧专家智能控制
目前， 大多数 危废综合焚烧项目的 工艺控制落后 ， 团队技术水平低 ， 运营简单粗暴 ， 回转窑工况质量差且波动极大 ，焚烧炉 性 能低下 ， 化学能-热能转化率低 ， 炉渣中含碳量高 、 炉渣 数量大 。 对此有人会不服 ，这也是正常的，因为他们的 技术认知 是他们 的 焚烧装置是 焚烧EP C厂家 做的，EPC厂家采用了 DCS控制 ，DCS系统有 一千多个控制点位 。但 仅仅这样是远远不够的 ，DCS系统中 有多少个已经投入自动的控制回路？ 每个投入自动的控制回路的 实际运行质量和效果如何？ 这些才是 最关键的 ！
国内存在大量的危废综合焚烧厂， 都是采用回转窑、都是采用DCS、运营都是人为操控 ， 这才是焚烧同质化低水平恶性竞争的底色 。
为什么危废回转窑综合焚烧的控制回路那么少且投不了自动？ 主要原因： 一是 综合焚烧 前几年大发展而缺少工艺控制策略研究 ，所以焚烧炉控制回路少， 二是 传统PID控制方法难以克服和适应危废综合焚烧的多因素干扰 ，从而 降低了PID控制的准确性 ，所以 现有的控制回路在实际运行中也未投入自动 。
根据危废综合焚烧工艺控制的实际情况，我方 依托 自身的 危废综合焚烧 多参数平衡控制技术优势 ，与国内顶尖人工智能团队 联合开发 了一种 先进控制方法和系统 ， 基于焚烧多参数平衡控制的逻辑 ，采用 人工智能 建立 控制变量与被控变量之间的数学模型 ，对焚烧DCS 历史数据 进行通讯采集和 人工智能学习 ， 拟合回转窑焚烧过程 ，从而生成 智能控制算法 。焚烧专家智能控制系统会 改变 焚烧项目 落后过时的焚烧运行控制方法 ，能 提高 焚烧系统的 废转能效率 ，能从焚烧过程 降低炉渣中的碳含量 ， 更适合当下优胜劣汰 和 未来平价竞争 。
危废综合焚烧专家智能控制系统 不会额外提高焚烧自动仪表要求 ，我们会对每个焚烧项目进行 现场工艺诊断 ，找出那些 测不准的仪表 ，会找出 缺少的重要仪表点位 ，对现有 更换频次高的仪表提出优化改进意见 ，从而 配合 专家智能控制系统高效运行。
在国内危废综合焚烧行业中 存在一种值得商榷的认知 ，那就是大多数项目运营团队会 将焚烧系统运营过程中出现的问题归咎于设备问题 ， 一出事就是设备有问题 ， 找设备厂家解决 。从国内焚烧系统 各主流设备供应厂家 来看， 设备主体是没有问题的 ， 运营问题主要来源来于工艺 ，因为他们是 按EPC总包方或业主要求的工艺参数供货的 ，除 独立的子系统、子工艺外， 他们 本身不对焚烧工艺性能负责 ， 甚至 不对子工艺、局部工艺性能负责，那么EPC总包方或业主 自身对影响焚烧工艺性能的多种因素是否综合考虑完善是最关键的 ， 焚烧工艺运行方法是否科学合理是至关重要的 ！ 针对焚烧运营中出现的各种问题进行 客观、系统的工艺分析 ， 找出问题的本质原因才是解决问题的唯一正确办法 。
高价危废时代遗留下来的冲量烧法虽然已经过时了 ，但 仍在荼毒 整个危废焚烧市场。目前， 危废焚烧炉渣处理费用在成本中占有 很重的 比例 ， 谁能 通过 先进的焚烧过程控制方法降低炉渣产生率 ， 谁就会拥有成本竞争优势 ，从而在优胜劣汰过程中 走的更远、走的更久 。
小结

在 中低温危废热解气化技术 中， 干式出渣已得到普遍应用 。

危废综合焚烧 属于固废 高温热化学处理范畴 ，废物来源广、种类多、形态复杂、热处理特性复杂多变，因此传统中低温热化学处理干式出渣技术 满足不了 危废综合焚烧回转窑工况要求， 发展适合危废综合焚烧的配套干式出渣技术具有重大的现实意义 。

随着 趋零填埋政策 的不断推广， 危废焚烧残余物（炉渣）的资源化利用率会逐步提高 ， 干式出渣 作为焚烧残渣利用前的 源头减量方式 ，可有效 降低 危废集中焚烧的 次生危废数量和委托处理成本 ，会成为 危废综合焚烧回转窑工艺技术的组成部分 而得以发展。 干式出渣会 伴随 危 废综合焚 烧 的 技术迭代 而纳入 高温热解气化技术工艺整体 ，在高温热解气化项目中得以 推广 。

干式出渣的工艺实现需要回转窑工艺控制技术与冷却出渣设备有机结合 ， 否则难以实现预期目的 。 前端配伍-焚烧工况控制-干式出渣 的 一揽子解决方案 有利于 干式出渣设备的研发和普及应用 。

危废综合焚烧专家智能控制系统 通过 先进的焚烧过程控制方法、系统 ，提高 焚烧废转能效率 ， 降低炉渣产生率 ，提升焚烧系统的 成本竞争优势 ，助力危废企业在 优胜劣汰 过程中 走的更远、走的更久 。

作者 | 蒋太波 13982267676

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